H42 用两片 51 单片机做数码管双机通讯：各带一个按键、两位数码管和两个 LED，串口交叉连线，每按一次把本地计数值发给对方（0~15 循环），对方收到即显示并用两个 LED 表示数值低两位；与 H41 共用同一套串口骨架，附 Keil 程序、Proteus 仿真与设计报告。

01 设计任务

功能介绍：

使用两片 51 单片机做串口双机通讯，本机按键触发、对方显示，要求如下：

1、双向数据传递：两片单片机串口交叉连线（TX 对 RX、RX 对 TX、共地），同一份程序烧两片，谁都能发谁都能收；

2、按键循环发送：本机只有一个按键，每按一次把本地计数值发出去，然后计数值加一（0~15 循环）——对方看到的是"你按到第几下"；

3、接收端双重指示：数码管显示收到的数值，同时两个 LED 按数值的低两位显示四种组合（00 / 01 / 10 / 11）；

4、共阴段码：table 从 0x3F 起（共阴，1 亮），与上一篇 H41 的 0xC0 起（共阳，0 亮）正好相反；

5、9600 波特率：串口方式 1、定时器方式 2 自动重装，TH1 = TL1 = 0xFD，晶振 11.0592MHz。

 特别注意：上一篇 H41 用的是 4×4 矩阵键盘，按哪个键就发哪个键值——发的是"按键编码"；这一篇换成一个按键，发的是"本地计数值"：

键值不为 0 时先把当前计数值送出去，紧接着让计数值自增，加过 15 就回到 0。

别小看这个改动，两者的语义完全不同：发按键是"我按了什么"，发计数是"我数到几了"。后者的接收端看到的是对方的一个状态，而不是一次事件——这就是遥测（telemetry）的雏形。理解了这一点，串口就不只是"传个字符"，而是"两台机器同步状态"。

02 骨架没变：三行初始化照旧

如果你看过上一篇 H41，这段代码会非常眼熟——Init_Uart() 和 TX_data() 一个字都没改：

初始化里把串口设成方式 1 并开接收，定时器 1 切方式 2 自动重装、两个重装寄存器都装 0xFD，最后打开总中断、启动定时器；发送函数把字节写进发送缓冲，等发完标志置起后把它清掉。

这说明一件很重要的事：串口通讯是"标准件"。波特率算法、寄存器配置、发送握手，在所有 51 项目里都一样，抄过去就能用。真正要动脑的是"发什么、收到之后干什么"——这部分才因项目而异。

也正因为是标准件，那几个坑（晶振必须 11.0592MHz、TX/RX 必须交叉、发送必须等 TI）在每一篇里都要重新叮嘱一遍。这里只快速复述结论，推导过程见 H41：

· TH1 = 0xFD = 253 → 256-253 = 3 个机器周期溢出一次 → 11059200/(12×3)/32 = 9600 精确无误；

· 换 12MHz 晶振 → 12000000/(12×3)/32 ≈ 10417，误差 8.5%，超出串口约 ±5% 的容差，必乱码；

· 接线：A_TXD(P3.1) → B_RXD(P3.0)，A_RXD(P3.0) ← B_TXD(P3.1)，GND 必须共地。

图上两台机器之间那两根横穿全图的长线，就是这一对交叉信号线。

03 发送端：一个按键，一个计数器

H42 的键盘部分极简，就一个按键接 P1.7：

检测到引脚跳低后先复检一次电平，确认仍是低才返回 1、并记下这一次已经处理过；引脚回到高电平才把这条记录清掉，其余情况一律返回 0。

flag 是"已经处理过这次按下"的标记，保证按住不放只触发一次、松开才能再触发。5ms 延时是消抖，else if(K1==1) flag=0 是"松手复位"。

为什么 H42 用 5ms、H41 用 10ms？ 都是经验值，机械按键抖动一般持续 5~20ms。延时太短消不干净（会连发两次），太长按键变迟钝。5~10ms 都是安全区间。

主循环每轮先读键，有键时调用发送函数把计数值送出去，然后计数值加一并做 0~15 的回绕，末尾统一延时 10ms。

注意先发后加的顺序：mode 从 0 开始，第一次按键发出去的是 0，然后 mode 变 1；第二次按发 1……第 16 次按发 15 然后回到 0。所以对方屏幕上的序列就是 0,1,2,...,15,0,1,...。

如果写成"先加后发"，对方看到的就是 1,2,...,15,0,1——从 1 开始。这种差一位的问题，调试时最容易怀疑"串口丢帧了"，其实是自己写错了顺序。发送和自增的先后，决定了对方看到的第一帧是什么，改之前先想清楚。

还有一个细节：mode 上限 15 是因为接收端用 table[mode] 查段码表，表里只有 16 项。发送端的取值范围必须和接收端的查表范围对齐，这是两个程序之间的"隐形契约"——单字节裸通讯没有类型检查，发个 20 过去，对方就查到表外面去了。

04 接收端：数码管 + 两个 LED 的双重指示

接收还是标准的中断写法，但这次收到数据后干了两件事：

中断里确认 RI 置起后清掉标志，把 SBUF 的字节取到临时变量，然后分两路用它：一路送去驱动数码管，一路对 4 取余、按余数给两个 LED 引脚赋四种高低组合。

第 ① 件是数码管：P0 直接输出段码。这里的 table 是共阴表：

十六个元素依次对应 0 到 F 的段码，从 0x3f 起排到 0x71。

0x3F = 二进制 0011 1111，低 6 位全 1（a~f 段亮、g 段灭）= 数字 0。共阴数码管是"1 点亮"，所以段码里 1 越多越亮。对比 H41 的 0xC0（1100 0000，a~f 全 0 = 全灭，g 段 1 = 亮）——那是共阳表，0 点亮。

同样的数字 0，两套表的段码完全互补（0x3F 与 0xC0 逐位取反）。所以换数码管必须换段码表，接错极性的典型表现是：显示的数字缺段、或者每个数字都显示成一个"8"缺一块。

第 ② 件是两个 LED 显示数值的低两位，temp % 4 得到 0~3 四种状态：

两个 IO 表达 4 种状态，正好是 2 bit 的信息量——这就是"用最少的引脚表达最多状态"的经典做法。实际项目里，设备的运行/待机/故障/报警四态、或者通讯链路的"正常/重发/超时/断开"四态，都可以用两个灯的组合表示，不占屏幕、不用额外器件。

不过这里有个逻辑上的小别扭：LED 亮灭和二进制位是反的（t==0 时 LED1 亮，而 00 的两位都是 0）。原因是 LED 低电平点亮（LED1=0 才亮），所以"亮"对应"0"。想让灯的组合直观反映二进制，把判断里的值取反就行：

最低位用位与取出来直接赋给第一个 LED，次低位同样用位与取出、右移一位后赋给第二个 LED。

两行搞定 4 种分支，而且灯灭=0、灯亮=1，和二进制一致。能用位运算就别写 if 链——这是这份程序可以改进的地方。

05 一个值得注意的地方：两位数码管同显

老实说，这份程序的显示部分有个"硬件比软件多走了一步"的地方：图上是两位一体的数码管，但程序里只有 P0 = table[temp]，没有任何位选（扫描）代码。

这意味着两件事：

1. 如果两位的位选线接的是固定电平（都选通），那两位会同时显示同一个数字（比如收到 5，屏上显示 55）；

2. 想让两位显示不同内容（比如左边显示十位、右边显示个位），必须加动态扫描——按 H23（74HC138 位选 + 段码）、H26（5 根位选线）、H37（三极管位选）的写法，用定时器每几毫秒切一位。

看懂这一点，就明白"数码管显示"这个词在不同项目里含金量完全不同：一位数码管只要送段码，多位数码管就必须"送段码 + 选位 + 快速轮换"三件事配合。后面如果你要把这个设计升级成"显示两位数字"，第一步不是改 table，而是先把位选扫描补上。

06 中断里该做什么、不该做什么

两篇通讯程序（H41、H42）的接收中断都只做了三件事：清标志、取数据、输出。H42 多了 LED 判断，但依然没有延时、没有循环、没有等待。

这是刻意守的纪律。中断服务程序里最忌讳两件事：

· 长时间阻塞：一个 Delay_1ms 就会让主循环的按键扫描变迟钝，还会影响串口接收下一帧的时机；

· 调用会"等"的函数：比如 TX_data 里的 while(!TI) 就不能放进接收中断——一旦在中断里发数据、又等发送完成，整个系统就卡在那 1ms 里了。

所以正确的分工是：中断只做"搬运"，复杂处理（判断、计算、显示刷新）放到主循环。H42 里 LED 判断只有几行位运算，放中断里没问题；但如果收到数据后要查表、算 CRC、刷整屏 LCD，那就该在中断里只置一个"收到新数据"的标志，让主循环去处理。

顺带提醒一个这份程序没做、但产品里必须做的检查：

取到字节后先判它是否小于 16，小于才去查段码表显示，否则这一帧直接丢掉。

单字节裸通讯没有帧头、没有校验，一旦线路干扰或对方发了超范围的值，table[temp] 就会读到表外。课程设计可以不管，做成产品必须加。

07 排错清单

1、对方乱码 / 收到怪字符：先看晶振是不是 11.0592MHz。12MHz 下 9600 波特率误差 8.5%，串口必乱；Proteus 里双击晶振看属性；

2、完全没反应：查 TX/RX 是否交叉、是否共地。TX 接 TX 是新手第一坑；

3、显示的数字缺段 / 所有数字都像"8"少一块：段码表共阳/共阴用反了。这份是共阴表（0x3F 起），接共阳数码管要换成 0xC0 起那套（H41 的表可直接抄）；

4、按一次键，对方跳了好几个数：flag 防连发失效（比如 static 丢了），或者 Delay_1ms(5) 消抖被去掉；

5、对方从 1 开始数、不是从 0 开始：发送和自增的顺序反了，见 03 节；

6、两位数码管显示两个一样的数字：正常——程序没有位选扫描，两位同时选通（见 05 节）。想显示不同内容要加动态扫描；

7、LED 组合看起来和二进制反着：LED 低电平点亮，t==0 时灯反而亮。用 LED1 = t & 0x01; 这种位运算写法更直观（见 04 节）。

08 总结

H41 和 H42 是同一套串口骨架的两个应用，放在一起看特别清楚：

通讯层是标准件，业务层才是差异——记住这句话，以后遇到"双机通讯"类的题目，代码框架可以直接搬，只需要改"发什么"和"收到后怎么表现"。

再往下走，串口能干的事还有很多：加帧头校验做可靠传输、一发多收（多机通讯用 SM2 和第 9 位）、跟电脑上位机通讯（串口助手看数据）。这些都是在今天这套三行初始化的基础上长出来的。

欢迎关注，持续更新！

09 文件日期修改

如果你想把文件修改为最新的日期，又不想新建工程，那么你可以参考下面的文章。

"如何不打开程序的情况下更改proteus和keil程序的日期？"

工具和仿真文件在一起，见下面的下载链接。

10 资料下载

全套资料包含 Keil 工程（C 语言源码 + hex 文件）、Proteus 仿真工程、设计报告、程序流程图、讲解视频，以及编译截图和仿真截图。下载后可直接打开运行，也可用于课程设计、毕业设计参考。

点我下载全套资料 →

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